JP2001183595A - 光走査装置及びマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

光走査装置及びマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置

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JP2001183595A JP37015999A JP37015999A JP2001183595A JP 2001183595 A JP2001183595 A JP 2001183595A JP 37015999 A JP37015999 A JP 37015999A JP 37015999 A JP37015999 A JP 37015999A JP 2001183595 A JP2001183595 A JP 2001183595A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】斜入射により発生するジッターを許容値以内と
し、光偏向器の偏向面の倒れにより発生するジッターを
小さく抑え、良好なる画像を得ることができる光走査装
置及びマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形
成装置を得ること。 【解決手段】光源手段からの光束を副走査断面内におい
て光偏向器の偏向面に副走査断面内において斜め方向か
ら入射させる入射光学系と偏向面で偏向された光束を被
走査面上に結像させる結像光学系とを有し、被走査面上
における主走査方向の記録密度をK、副走査断面内にお
いて各偏向面間の倒れ角度の最大の差分の絶対値をγ、
副走査断面内において偏向面に入射する光束の入射角度
をα、主走査断面内において光軸に対する最軸外光束の
走査角度をθ、結像光学系の焦点距離をf、入射光学系
の偏向面に対向する光軸を主走査断面内に投射したとき
の光軸と走査中心軸との成す角度をφとしたとき、条件
式(1)を満足すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光走査装置及びマル
チビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関
し、特に光偏向器の偏向面の倒れにより発生する主走査
方向のジッター量を許容範囲内に収まるように各要素を
適切に設定することにより、被走査面(感光体面)上で
良好なる画像を得ることができる、例えばレーザービー
ムプリンターやデジタル複写機等の画像形成装置に好適
なものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりレーザービームプリンターやデ
ジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光走査装置
においては画像信号に応じて光源手段から光変調され出
射した光束を、例えば回転多面鏡(ポリゴンミラー)よ
り成る光偏向器により周期的に偏向させ、fθ特性を有
する結像光学系によって感光性の記録媒体(感光ドラ
ム)面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査し
て画像記録を行っている。
【0003】図20は従来の光走査装置の要部概略図で
ある。
【0004】同図においてレーザーユニット201から
出射した略平行光束は副走査方向にのみ所定の屈折力を
有するシリンドリカルレンズ202に入射する。シリン
ドリカルレンズ202に入射した略平行光束のうち主走
査断面内においてはそのまま略平行光束の状態で射出す
る。また副走査断面内においては集束して回転多面鏡か
ら成る光偏向器203の偏向面203aにほぼ線像とし
て結像している。そして光偏向器203の偏向面203
aで反射偏向された光束をfθ特性を有する結像光学系
(fθレンズ系)207により被走査面としての感光ド
ラム面206上に結像させ、該光偏向器203を矢印A
方向に回転させることによって、該感光ドラム面206
上を矢印B方向(主走査方向)に光走査して画像情報の
記録を行なっている。
【0005】また近年、プリンター等の小型化に伴い、
光走査装置にも小型で高性能なものが求められるように
なっている。これを解決するために、例えば折り返しミ
ラーにより光路を折り曲げることによって装置全体を小
型化する光走査装置が種々と提案されている。これに伴
い入射光学系を光偏向器の回転軸と垂直な面に対して傾
けて配置する(以後「斜入射光学系」とも称す。)必要
が生じる場合がある。
【0006】この斜入射光学系を用いた光走査装置にお
いては、例えば光偏向器の偏向面の倒れにより被走査面
上における光束の入射位置が主走査方向にずれてしま
い、主走査方向の描画の位置ずれ、所謂ジッターが発生
するという問題点がある。
【0007】従来、これに対する対応としては、例えば
被走査面上の走査開始位置のタイミングを制御する同期
検出用の検出素子(BDセンサー)の前方にアナモフィ
ックなレンズを配置し、該アナモフィックなレンズを光
軸に対して傾ける角度を他のジッター発生要因とバラン
スさせるように決定するといった方法が提案されてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記方法
は斜入射により発生するジッターの量が許容量を越えて
いる場合には、どのようにアナモフィックなレンズを傾
けて配置しても画像の悪化は免れず、斜入射によるジッ
ターの発生自体を小さく抑えることが難しいという問題
点があった。
【0009】本発明は斜入射光学系を用いた光走査装置
において、光偏向器の偏向面の倒れにより発生する主走
査方向のジッター量を許容範囲内に収まるように各要素
を適切に設定することにより、良好なる画像を得ること
ができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提
供を目的とする。
【0010】また本発明は斜入射光学系を用いたマルチ
ビーム光走査装置において、光偏向器の偏向面の倒れに
より発生する主走査方向のジッター量と、複数光源を用
いたときに発生するジッター量とを加算した値を許容範
囲内に収まるように各要素を適切に設定することによ
り、良好なる画像を得ることができるマルチビーム光走
査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の光走査
装置は、光源手段から出射した光束を副走査断面内にお
いて複数の偏向面を有する光偏向器の偏向面に副走査断
面内において斜め方向から入射させる入射光学系と、該
光偏向器の偏向面で反射偏向された光束を被走査面上に
結像させる結像光学系と、を有する光走査装置におい
て、該被走査面上における主走査方向の記録密度をK
(dpi)、副走査断面内において各偏向面間の倒れ角
度の最大の差分の絶対値をγ、副走査断面内において該
偏向面に入射する光束の入射角度をα、主走査断面内に
おいて該結像光学系の光軸に対する最軸外光束の走査角
度をθ、該結像光学系の焦点距離をf、該入射光学系の
偏向面に対向する光軸を主走査断面内に投射したときの
光軸と、走査中心軸との成す角度をφとしたとき、
【0012】
【数4】
【0013】なる条件を満足することを特徴としてい
る。
【0014】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記結像光学系を構成する少なくとも一部の光学素
子は前記入射光学系の一部を構成していることを特徴と
している。
【0015】請求項3の発明は請求項1の発明におい
て、前記入射光学系の偏向面に対向する光軸を主走査断
面内に投射したときの光軸と、走査中心軸とが略平行で
あることを特徴としている。
【0016】請求項4の発明は請求項1の発明におい
て、前記被走査面近傍に該被走査面上の走査開始位置の
タイミングを制御するスリットを含む同期検出手段を設
け、該スリットの開口部を副走査方向に対して傾けたこ
とを特徴としている。
【0017】請求項5の発明は請求項1の発明におい
て、前記光源手段から出射した光束は前記光偏向器の偏
向面の主走査方向の幅より広い状態で該偏向面に入射す
ることを特徴としている。
【0018】請求項6の発明の画像形成装置は、前記請
求項1乃至5のいずれか1項記載の光走査装置と、該光
走査装置の被走査面に配置された感光体と、該感光体上
を光束が走査することによって形成された静電潜像をト
ナー像として現像する現像手段と、該現像されたトナー
像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を
用紙に定着させる定着手段とを備えたことを特徴として
いる。
【0019】請求項7の発明のマルチビーム光走査装置
は、複数の発光部を有する光源手段から出射した複数の
光束を複数の偏向面を有する光偏向器の偏向面に副走査
断面内において斜め方向から入射させる入射光学系と、
該光偏向器の偏向面で反射偏向された複数の光束を感光
ドラム面上に結像させる結像光学系と、を有するマルチ
ビーム光走査装置において、該感光ドラム面上における
主走査方向の記録密度をK(dpi)、副走査断面内に
おいて各偏向面間の倒れ角度の最大の差分の絶対値を
γ、副走査断面内において該偏向面に入射する光束の入
射角度をα、主走査断面内において該結像光学系の光軸
に対する最軸外光束の走査角度をθ、該結像光学系の焦
点距離をf、該入射光学系の偏向面に対向する光軸を主
走査断面内に投射したときの光軸と、走査中心軸との成
す角度をφ、該感光ドラムの半径をR、該感光ドラム面
へ入射する複数の光束のうち互いに最も離れている光束
の該感光ドラム面への入射角を各々ε1 、ε2 としたと
き、
【0020】
【数5】
【0021】なる条件を満足することを特徴としてい
る。
【0022】請求項8の発明は請求項7の発明におい
て、前記結像光学系を構成する少なくとも一部の光学素
子は前記入射光学系の一部を構成していることを特徴と
している。
【0023】請求項9の発明は請求項7又は8の発明に
おいて、前記入射光学系の偏向面に対向する光軸を主走
査断面内に投射したときの光軸と、走査中心軸とが略平
行であることを特徴としている。
【0024】請求項10の発明は請求項7の発明におい
て、前記被走査面近傍に該被走査面上の走査開始位置の
タイミングを制御するスリットを含む同期検出手段を設
け、該スリットの開口部を副走査方向に対して傾けたこ
とを特徴としている。
【0025】請求項11の発明は請求項7の発明におい
て、前記光源手段から出射した複数の光束は前記光偏向
器の偏向面の主走査方向の幅より広い状態で該偏向面に
入射することを特徴とする請求項7記載のマルチビーム
光走査装置。
【0026】請求項12の発明の画像形成装置は、前記
請求項7乃至11のいずれか1項記載のマルチビーム光
走査装置と、該マルチビーム光走査装置の被走査面に配
置された感光体と、該感光体上を複数の光束が走査する
ことによって形成された静電潜像をトナー像として現像
する現像手段と、該現像されたトナー像を用紙に転写す
る転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着させる
定着手段とを備えたことを特徴としている。
【0027】請求項13の発明のマルチビーム光走査装
置は、複数の発光部を有する光源手段から出射した複数
の光束を複数の偏向面を有する光偏向器の偏向面に副走
査断面内において斜め方向から入射させる入射光学系
と、該光偏向器の偏向面で反射偏向された複数の光束を
平面より成る感光体面上に結像させる結像光学系と、を
有するマルチビーム光走査装置において、該感光体面上
における主走査方向の記録密度をK(dpi)、副走査
断面内において各偏向面間の倒れ角度の最大の差分の絶
対値をγ、副走査断面内において該偏向面に入射する光
束の入射角度をα、主走査断面内において該結像光学系
の光軸に対する最軸外光束の走査角度をθ、該結像光学
系の焦点距離をf、該入射光学系の偏向面に対向する光
軸を主走査断面内に投射したときの光軸と、走査中心軸
との成す角度をφ、該感光体面に入射する複数の光束の
入射角度を共にε3 、該感光体面へ入射する複数の光束
のうち互いに最も離れている光束の該感光体面上での距
離をLとしたとき、
【0028】
【数6】
【0029】なる条件を満足することを特徴としてい
る。
【0030】請求項14の発明は請求項13の発明にお
いて、前記結像光学系を構成する少なくとも一部の光学
素子は前記入射光学系の一部を構成していることを特徴
とする特徴としている。
【0031】請求項15の発明は請求項13又は14の
発明において、前記入射光学系の偏向面に対向する光軸
を主走査断面内に投射したときの光軸と、走査中心軸と
が略平行であることを特徴としている。
【0032】請求項16の発明は請求項13の発明にお
いて、前記被走査面近傍に該被走査面上の走査開始位置
のタイミングを制御するスリットを含む同期検出手段を
設け、該スリットの開口部を副走査方向に対して傾けた
ことを特徴としている。
【0033】請求項17の発明は請求項13の発明にお
いて、前記光源手段から出射した複数の光束は前記光偏
向器の偏向面の主走査方向の幅より広い状態で該偏向面
に入射することを特徴としている。
【0034】請求項18の発明の画像形成装置は、前記
請求項13乃至17のいずれか1項記載のマルチビーム
光走査装置と、該マルチビーム光走査装置の被走査面に
配置された感光体と、該感光体上を複数の光束が走査す
ることによって形成された静電潜像をトナー像として現
像する現像手段と、該現像されたトナー像を用紙に転写
する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着させ
る定着手段とを備えたことを特徴としている。
【0035】
【発明の実施の形態】[実施形態1]図1は本発明の光
走査装置をレーザービームプリンターやデジタル複写機
等の画像形成装置に適用したときの実施形態1の要部上
面図であり、各要素を主走査断面内に投射した状態を示
している。図2は図1の要部側面図であり、各要素を副
走査断面内に投射した状態を示している。図3は本発明
の実施形態1の光束に沿って主走査方向について展開し
たときの展開図、図4は図3の副走査方向について展開
したときの展開図である。
【0036】尚、本明細書において、光偏向器(6)の
回転軸(6c)に対して主光線が偏向面(6a)に入射
する点を含む垂直な平面を主走査断面(xy断面)、該
主走査断面と直交する平面を副走査断面(xz断面)と
定義する。
【0037】主走査断面(xy断面)において走査中心
となる軸(図1のx軸)を走査中心軸という。
【0038】図中、1は光源手段であり、例えば半導体
レーザーより成っている。2はコリメーターレンズであ
り、半導体レーザー1から出射された発散光束を略平行
光束に変換している。3は絞り(スリット部材)であ
り、通過光束(光量)を制限している。
【0039】4はシリンドリカルレンズ(シリンダーレ
ンズ)であり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有して
おり、絞り3を通過した光束を主走査断面内で後述する
光偏向器6の偏向面(偏向反射面)6aにほぼ線像とし
て結像させている。
【0040】9は折り返しミラーであり、シリンドリカ
ルレンズ4を透過した光束を光偏向器6側へ折り返して
いる。
【0041】尚、コリメーターレンズ2、絞り3、シリ
ンドリカルレンズ4、折り返しミラー9、そして後述す
るfθレンズ5等の各要素は入射光学系31の一要素を
構成している。
【0042】尚、入射光学系の偏向面に対向する光軸と
は光束の偏向面への入射点を含んで、入射光学系の光路
を展開して1つの光路としたときの該入射光学系の光軸
をいう。
【0043】6は複数の偏向面を有する光偏向器であ
り、例えば回転多面鏡(ポリゴンミラー)より成り、モ
ーター等の駆動手段(不図示)により図中矢印A方向に
一定速度で回転している。
【0044】32は集光機能とfθ特性を有する結像光
学系であり、単一のfθレンズ(fθレンズ系)5と、
副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカル
ミラー7とを有しており、光偏向器6からの偏向光束を
被走査面8上に結像させると共に副走査断面内において
光偏向器6の偏向面6aと被走査面8とを略共役関係に
することにより、該偏向面6aの倒れを補正している。
fθレンズ5は上述の如く入射光学系31の一要素をも
構成している。尚、fθレンズ系を複数枚のレンズより
構成しても良い。
【0045】8は被走査面としての感光ドラム面であ
る。
【0046】本実施形態では入射光学系31の偏向面に
対向する光軸を主走査断面内に投射したときの光軸と、
走査中心軸とが略平行となるように構成している。
【0047】本実施形態においては図1に示す主走査断
面内においては半導体レーザー1から出射した発散光束
がコリメーターレンズ2によって略平行光束に変換さ
れ、絞り3によって該光束(光量)を制限してシリンド
リカルレンズ4に入射している。シリンドリカルレンズ
4に入射した略平行光束はそのままの状態で射出し、折
り返しミラー9を介してfθレンズ5を透過して光偏向
器6の偏向角の略中央から偏向面6aへ入射する(正面
入射)。このとき光偏向器6へ入射する光束は該光偏向
器6の偏向面6aの主走査方向の幅より広い状態で該偏
向面6aに入射する(オーバーフィールド光学系)。そ
して光偏向器6の偏向面6aで偏向反射された光束が再
度fθレンズ5を透過することによって収束され、シリ
ンドリカルミラー7を介して感光ドラム面8上に導光さ
れる。
【0048】一方、図2に示す副走査断面内においては
半導体レーザー1から出射した発散光束がコリメーター
レンズ2によって略平行光束に変換され、絞り3によっ
て該光束(光量)を制限してシリンドリカルレンズ4に
入射している。シリンドリカルレンズ4に入射した略平
行光束は収束して折り返しミラー9を介してfθレンズ
5を透過して光偏向器6の偏向面6aに該偏向面6aの
法線に対して所定の角度で入射し、該偏向面6aにほぼ
線像(主走査方向に長手の線像)として結像する(斜入
射光学系)。そして光偏向器6の偏向面6aで偏向反射
された光束は再度fθレンズ5を透過し、シリンドリカ
ルミラー7により収束されて感光ドラム面8上に導光さ
れる。そして光偏向器6を回転軸6cを中心に矢印A方
向に回転させることによって、該感光ドラム面8上を矢
印B方向に(主走査方向)に光走査している。これによ
り記録媒体としての感光ドラム面8上に画像記録を行な
っている。
【0049】図5は入射光学系からの光束(光線)が光
偏向器の偏向面に入射し、反射偏向される様子を該偏向
面が倒れた場合をも併せもって示した光偏向器近傍の拡
大説明図である。
【0050】同図において10はfθレンズ(不図示)
の光軸、6は光偏向器、6aは面倒れが無いときの偏向
面、6bは面倒れがあったときの偏向面、21は偏向面
への入射光束、22は偏向面6aで反射偏向された反射
光束、23は面倒れがあったときの偏向面6bで反射偏
向された反射光束、γ´は偏向面6aがある偏向面に対
して倒れた最大の角度である。またx軸はfθレンズの
光軸方向、y軸は主走査方向、z軸はx軸とy軸に垂直
な方向(副走査方向)である。
【0051】同図において不図示の入射光学系を通過し
た入射光束21は光偏向器6の偏向面6aに入射し、光
偏向器6が所定方向に回転することによって反射光束2
2の方向が変化し、主走査方向に走査する。このとき描
画の最大画角の状態を示したものが図6である。
【0052】図6は最大画角のときの光束の状態をxy
平面(主走査断面)上に射影したときの説明図である。
同図において光偏向器の偏向面への入射光束21(この
光束21は入射光学系31の偏向面と対向する光軸と一
致している。)はx軸に対して所定の角度φで入射し、
偏向面により最大画角(x軸に対する最軸外光束の走査
角度)θで反射偏向される。このとき偏向面が角度γ´
倒れたとき、該偏向面で反射偏向される反射光束23は
前記反射光束22に対して角度Δθだけ異なった方向に
進む。この角度Δθだけズレた反射光束23が不図示の
fθレンズにより被走査面上でズレて結像される。この
ときの被走査面上でのずれ量が主走査方向のジッター量
となる。
【0053】図7は偏向面に対する入射光束と反射光束
とをxz平面(副走査断面)へ射影したときの説明図で
ある。同図に示すように偏向面の法線方向はx軸と一致
しており、偏向面への入射光束21はx軸に対して所定
の角度αを持って入射する。このとき偏向面が角度γ´
だけ倒れたときには、該偏向面で反射偏向される光束は
反射光束23となって矢印23A方向に進むが、副走査
断面内においては前述の如くfθレンズに倒れ補正機能
があるため倒れ量が補正されて像面に入射することにな
る。
【0054】上記の主走査方向のジッター量Jは、副走
査断面内において各偏向面間の倒れ角度の最大の差分の
絶対値をγ、副走査断面内において偏向面に入射する光
束の入射角度をα、主走査断面内において結像光学系3
2の光軸に対する最軸外光束の走査角度をθ、結像光学
系32の焦点距離をf、入射光学系31の偏向面に対向
する光軸を主走査断面内に投射したときの光軸と、走査
中心軸との成す角度をφとしたとき、
【0055】
【数7】
【0056】なる式で算出される。
【0057】ジッター量に対する画像の許容量は記録密
度(画像密度)に比例して厳しくなり、この量は記録密
度から決まる画素の半分程度が限界とされている。
【0058】そこで本実施形態では被走査面上における
主走査方向の記録密度をK(dpi)としたとき、上述
の各パラメーターを用い、
【0059】
【数8】
【0060】なる条件を満足するように各要素を設定し
ている。
【0061】これにより本実施形態では斜入射光学系を
使用した光走査装置において、光偏向器の偏向面の倒れ
により発生する主走査方向のジッターを小さく(記録密
度から決まる画素の半分程度)抑えることができ、良好
なる画像を得ている。
【0062】[ダブルパス構成]次に本実施形態におい
てfθレンズを入射光学系の一要素として構成した理由
について、以下図8、図9を用いて説明する。
【0063】図8は従来の光学系の主要部分の副走査断
面図であり、入射光学系の光軸がfθレンズと干渉しな
いように構成した場合を示している。図9は本実施形態
の光学系の主要部分の副走査断面図であり、fθレンズ
を入射光学系の一部として構成している場合を示してい
る。図9において前記図1に示した要素と同一要素には
同符番を付している。
【0064】図8において光偏向器86へ入射する入射
光束83がfθレンズ35と干渉しない為には入射角度
α′以下に設定することができない。斜め入射によるジ
ッター量はこの入射角度α′の増加とともに増大するの
で、該入射角度α′を小さく抑えることが必要である。
【0065】そこで本実施形態では図9に示すようにf
θレンズ5を入射光学系の一要素として構成することに
より、入射光束93を該fθレンズ5内を通し、また反
射光束94もfθレンズ5を通す、いわゆるダブルパス
の構成としている。これにより偏向面に対する入射光束
93の入射角度α″を小さく抑えることができ、偏向面
の倒れに対する許容量を緩和することができる。この人
射角度α″は入射光束93と反射光束94が分離できる
限界まで小さくすることができる。
【0066】[正面入射]次に本実施形態において入射
光学系を正面入射より構成した理由について、以下図1
0、図11を用いて説明する。
【0067】図10、図11は各々本実施形態の副走査
断面内における被走査面上への光束入射位置を示した説
明図であり、図10は入射光学系の偏向面に対向する光
軸を主走査断面内に投射したときの光軸と、走査中心軸
とが略平行であるときの状態を示しており、図11は入
射光学系の偏向面に対向する光軸を主走査断面内に投射
したときの光軸と、走査中心軸とが角度を持つときの状
態を示している。
【0068】図中、各矢印が偏向面に倒れが発生した場
合の光束の入射位置の移動の様子を示している。本実施
形態においては説明図を簡単にするため偏向面の倒れに
対して、ある程度被走査面上での光束(光線)上下があ
る、いわゆる倒れ緩和系の場合を図示している。偏向面
に倒れが無いとき、光束はy軸上にあり、各偏向面に倒
れがあるとき、図に示した各矢印方向に光束の入射位置
が変化する。図中、真ん中の矢印が軸上、両端の矢印が
最大画角における光束の移動を示している。
【0069】図10に示したように斜め入射による主走
査方向のジッター量は画像中央に対して略対称に振り分
けにできる構成にした方が有利である。つまりジッター
量を画像中央に対して略対称に振り分けることによっ
て、図11に示したように画像右端部のy方向の移動量
をより小さくすることができ、また前記条件式(1)の
パラメータφの値を小さくする方が、より条件式(1)
を満たしやすくすることができる。
【0070】従って本実施形態では上述の如く入射光学
系の偏向面に対向する光軸を主走査断面内に投射したと
きの光軸と、走査中心軸とを略平行にする、所謂正面入
射(軸上入射)の入射光学系とすることにより、主走査
方向のジッター量を画像中央に対して略対称に振り分け
ることができ、これによりジッター量を小さく抑えて、
より良好なる画像を得ている。
【0071】[実施形態2]図12は本発明の光走査装
置の実施形態2の同期検出手段周辺の要部概略図であ
る。
【0072】本実施形態において前述の実施形態1と異
なる点は同期検出手段を有する光走査装置において、光
偏向器の偏向面の倒れが発生した場合にビーム位置(光
束入射位置)がズレる量(ジッター量)と略一致するよ
うに、該同期検出手段の一要素を構成するスリットの開
口部を副走査方向に所定量、傾けたことである。その他
の構成及び光学的作用は実施形態1と略同様であり、こ
れにより同様な効果を得ている。
【0073】即ち、同図において12はスリット(以
下、[BDスリット]と記す。)であり、スリット基板
11に形成されており、感光ドラム面上と等価な位置に
配されている。このBDスリット12は直線状の開口部
(エッジ部)12a有し、本実施形態ではこの直線状の
開口部12aを偏向面の倒れが発生した場合にビーム位
置がズレる量と略一致するように副走査方向16に対し
て所定量、傾けている。
【0074】13は結像手段としての結像レンズ(以
下、[BDレンズ]と記す。)である。18は同期検出
素子としての光センサー(以下、[BDセンサー]と記
す。)であり、本実施形態では該BDセンサー18から
の出力信号を検知して得られた書き出し位置同期信号
(BD信号)を用いて感光ドラム面上への画像記録の走
査開始位置のタイミングを調整している。14は光束
(光ビーム)、15は主走査方向、16は副走査方向、
17は光軸方向である。尚、BDスリット12、BDレ
ンズ13、そしてBDセンサー18等の各要素は同期検
出手段41の一要素を構成している。
【0075】図13はBD検知信号(BD信号)と画像
の描画信号(LD信号)との関係を示した説明図であ
る。同図においてBD信号を検知した後、時間T後に画
像の描画を開始することで書き出し位置決めている。本
実施形態は倒れ補正緩和系であるため光偏向器の偏向面
の倒れにより被走査面の上下方向に描画位置がずれる。
【0076】図14、図15は各々本実施形態の副走査
断面内における被走査面上への光束入射位置を示した説
明図であり、図14はスリットの開口部を傾けなかった
場合、図15はスリットの開口部を傾けて被走査面上の
描画位置ずれを補正した場合を示している。図中、各矢
印が偏向面に倒れが発生した場合の光束の入射位置の移
動の様子を示している。
【0077】本実施形態のようにスリット12の開口部
12aを傾けたときの斜入射光学系による最大の描画位
置ずれ量は補正しなかった場合の略半分となる。尚、ス
リット12の開口部12aの傾け角度が大きくなると、
副走査方向の描画位置ずれがジッターとなってしまうと
いう問題点がある。従って光束の主走査方向のシフトに
対して副走査方向のシフトはある程度確保する必要があ
る。これを達成するには倒れ補正倍率を緩和したタイプ
より構成すれば良い。
【0078】[実施形態3]次に本発明の実施形態3に
ついて説明する。
【0079】本実施形態において前述の実施形態1と異
なる点は複数の発光部(光源)を有するマルチレーザ光
源を用いたマルチビーム光走査装置において、複数光源
を使用したときに発生するジッター量と、光偏向器の偏
向面の倒れにより発生するジッター量とを加算したとき
の値が後述する条件式(2)を満足するように各要素を
設定したことである。その他の構成及び光学的作用は実
施形態1と略同様であり、これにより同様な効果を得て
いる。
【0080】本実施形態のようなマルチレーザ光源を使
用したマルチビーム光走査装置においては、複数光源
(複数光束)であるために原理的に以下のようなジッタ
ーが発生する。
【0081】図16、図17は各々ジッターが発生する
様子を示した感光ドラム面上の一部分の拡大説明図であ
る。図16は軸上光束における感光ドラム面への入射の
様子を示した主走査断面図、図17は最軸外光束の状態
を主走査断面について示した説明図である。
【0082】図16において161は感光ドラム面、1
62はマルチレーザ光源から出射された複数の光束のう
ち図面上、最も上側の光束(上側光束)、163は最も
下側の光束(下側光束)を示している。このとき感光ド
ラムの半径をR、感光ドラム面への上側光束162の入
射角をε1、下側光束163の入射角をε2とする。
【0083】図17において171は上側光束の感光ド
ラム面上の位置、172は下側光束の感光ドラム面上の
位置である。173は最軸外光束、θは主走査断面内に
おける最軸外光束の感光ドラム面への入射角(最軸外光
束173のfθレンズの光軸に対する走査角度)であ
る。
【0084】図16、図17に示すように上側・下側光
束162,163の光束入射位置においては光軸方向に
Δxの光路差がある。従って上側光束162と下側光束
163とではΔyの主走査方向の描画位置ずれが発生す
る。この描画位置ずれ量Δyは上述した各パラメータを
用い、以下の式より求められる。
【0085】Δy=|R(cosε1 -cosε2 )tanθ| この描画位置ずれ量Δyは複数光束を使用したマルチビ
ーム光走査装置においてジッター量となり、複数光束を
使用する場合、このジッター量と前記光偏向器の偏向面
の倒れにより発生するジッター量とを加えた値を許容範
囲内(記録密度から決まる画素の半分程度)に設定する
必要がある。
【0086】そこで本実施形態では前述の各パラーメー
タを用い、
【0087】
【数9】
【0088】なる条件を満足するように各要素を設定す
ることにより、ジッター量を許容範囲内に抑えることが
でき、これにより良好なる画像を得ている。
【0089】[実施形態4]次に本発明の実施形態4に
ついて説明する。
【0090】本実施形態において前述の実施形態3と異
なる点は平面より成る平面感光体を用いたマルチビーム
光走査装置において、後述する条件式(3)を満足する
ように各要素を設定したことである。その他の構成及び
光学的作用は実施形態3と略同様であり、これにより同
様な効果を得ている。
【0091】即ち、図18は軸上光束における感光体面
への入射の様子を示した主走査断面図である。同図にお
いて181は平面より成る感光体面である。182はマ
ルチレーザ光源から出射された複数の光束うち図面上、
最も上側の光束(上側光束)、183は複数の光束うち
最も下側の光束(下側光束)を示している、このとき感
光体面181に入射する複数の光束の入射角度を共にε
3、感光体面181上での上側光束182と下側光束1
83との距離をLとしたとき、この両端の光束の光軸方
向の光路差はΔxとなる。同図に示したように、この光
路差Δxにより上側光束182と下側光束183との入
射位置が主走査方向にΔyだけずれる。この描画位置ず
れ量Δyは以下の式より求められる。
【0092】Δy=Lsinε3×tan θ この描画位置ずれ量Δyは複数光束を使用したマルチビ
ーム光走査装置においてジッター量となり、複数光束を
使用する場合、このジッター量と前記光偏向器の偏向面
の倒れにより発生するジッター量とを加えた値を許容範
囲内(記録密度から決まる画素の半分程度)に設定する
必要がある。
【0093】そこで本実施形態では前述の各パラーメー
タを用い、
【0094】
【数10】
【0095】なる条件を満足するように各要素を設定す
ることにより、ジッターを許容範囲内に抑えることがで
き、これにより良好なる画像を得ている。
【0096】[画像形成装置]図19は、本発明の光走
査光学系を用いた画像形成装置の一例である、電子写真
プリンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図であ
る。図中、100は先に説明した本発明の実施形態1〜
3のいずれかの光走査装置(もしくはマルチビーム光走
査装置)を示す。101は静電潜像担持体たる感光ドラ
ム(感光体)であり、該感光ドラム101の上方には該
感光ドラム101の表面を一様に帯電せしめる帯電ロー
ラ102が該表面に当接している。該帯電ローラ102
の当接位置よりも下方の上記感光ドラム101の回転方
向A下流側の帯電された表面には、光走査装置100に
よって走査される光ビーム(光束)103が照射される
ようになっている。
【0097】光ビーム103は、画像データに基づいて
変調されており、この光ビーム103を照射することに
よって上記感光ドラム101の表面に静電潜像を形成せ
しめる。該静電潜像は、上記光ビーム103の照射位置
よりもさらに上記感光ドラム101の回転方向下流側で
該感光ドラム101に当接するように配設された現像手
段としての現像装置107によってトナー像として現像
される。該トナー像は、上記感光ドラム101の下方で
該感光ドラム101に対向するように配設された転写手
段としての転写ローラ108によって転写材たる用紙1
12上に転写される。該用紙112は上記感光ドラム1
01の前方(図19において右側)の用紙カセット10
9内に収納されているが、手差しでも給紙が可能であ
る。該用紙カセット109端部には、給紙ローラ110
が配設されており、該用紙カセット109内の用紙11
2を搬送路へ送り込む。
【0098】以上のようにして、未定着トナー像を転写
された用紙112はさらに感光ドラム101後方(図1
9において左側)の定着手段としての定着器へと搬送さ
れる。該定着器は内部に定着ヒータ(図示せず)を有す
る定着ローラ113と該定着ローラ113に圧接するよ
うに配設された加圧ローラ114とで構成されており、
転写部から搬送されてきた用紙112を上記定着ローラ
113と加圧ローラ114の圧接部にて加圧しながら加
熱することにより用紙112上の未定着トナー像を定着
せしめる。更に定着ローラ113の後方には排紙ローラ
116が配設されており、定着された用紙112をプリ
ンタの外に排出せしめる。
【0099】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く斜入射光学系
を用いた光走査装置において、光偏向器の偏向面の倒れ
により発生する主走査方向のジッター量を許容範囲内に
なるように各要素を適切に設定することにより、斜入射
により発生するジッター量を許容値以内とし、光偏向器
の偏向面の倒れにより発生するジッターを小さく抑え、
これにより良好なる画像を得ることができる光走査装置
及びそれを用いた画像形成装置を達成することができ
る。
【0100】また本発明によれば前述の如く斜入射光学
系を用いたマルチビーム光走査装置において、光偏向器
の偏向面の倒れにより発生する主走査方向のジッター量
を許容範囲内になるように各要素を適切に設定すること
により、斜入射により発生するジッター量と、複数光源
を用いたときに発生するジッター量とを加算した値を許
容値以内とし、光偏向器の偏向面の倒れにより発生する
ジッターを小さく抑え、これにより良好なる画像を得る
ことができるマルチビーム光走査装置及びそれを用いた
画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1の要部上面図
【図2】 本発明の実施形態1の要部側面図
【図3】 本発明の実施形態1の光束に沿って主走査方
向に展開したときの展開図
【図4】 本発明の実施形態1の光束に沿って副走査方
向に展開したときの展開図
【図5】 本発明の実施形態1の光偏向器の偏向面近傍
の説明図
【図6】 本発明の実施形態1の光偏向器近傍の主走査
断面図
【図7】 本発明の実施形態1の光偏向器近傍の副走査
断面図
【図8】 従来の光走査装置のfθレンズ周辺の副走査
断面図
【図9】 本発明の実施形態1のfθレンズ周辺の副走
査断面図
【図10】 本発明の実施形態1の被走査面上における
光束の入射位置の移動を示した説明図
【図11】 従来の光走査装置の被走査面上における光
束の入射位置の移動を示した説明図
【図12】 本発明の実施形態2の同期検出手段の周辺
を示した要部概略図
【図13】 本発明の実施形態2のBDタイミングを示
した説明図
【図14】 従来の光走査装置においてスリットを傾け
ない場合の被走査面上における光束の入射位置の移動を
示した説明図
【図15】 本発明の実施形態2の被走査面上における
光束の入射位置の移動を示した説明図
【図16】 本発明の実施形態3の複数光束によるジッ
ターの発生を示した説明図
【図17】 本発明の実施形態3の複数光束によるジッ
ターの発生を示した説明図
【図18】 本発明の実施形態4の複数光束によるジッ
ターの発生を示した説明図
【図19】 本発明の光走査光学系を用いた電子写真プ
リンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図
【図20】 従来の光走査装置の要部概略図
【符号の説明】
1 光源手段 2 コリメーターレンズ 3 絞り 4 シリンドリカルレンズ 5 fθレンズ 6 光偏向器 7 シリンドリカルミラー 8 被走査面 12 スリット 13 結像レンズ 18 同期検出素子 41 同期検出手段 161 感光ドラム面 181 平面感光体面 31 入射光学系 32 結像光学系 100 光走査光学系 101 感光ドラム 102 帯電ローラ 103 光ビーム 107 現像装置 108 転写ローラ 109 用紙カセット 110 給紙ローラ 112 転写材(用紙) 113 定着ローラ 114 加圧ローラ 116 排紙ローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 1/113 H04N 1/04 104A

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源手段から出射した光束を副走査断面
    内において複数の偏向面を有する光偏向器の偏向面に副
    走査断面内において斜め方向から入射させる入射光学系
    と、 該光偏向器の偏向面で反射偏向された光束を被走査面上
    に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置におい
    て、 該被走査面上における主走査方向の記録密度をK(dp
    i)、副走査断面内において各偏向面間の倒れ角度の最
    大の差分の絶対値をγ、副走査断面内において該偏向面
    に入射する光束の入射角度をα、主走査断面内において
    該結像光学系の光軸に対する最軸外光束の走査角度を
    θ、該結像光学系の焦点距離をf、該入射光学系の偏向
    面に対向する光軸を主走査断面内に投射したときの光軸
    と、走査中心軸との成す角度をφとしたとき、 【数1】 なる条件を満足することを特徴とする光走査装置。
  2. 【請求項2】 前記結像光学系を構成する少なくとも一
    部の光学素子は前記入射光学系の一部を構成しているこ
    とを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
  3. 【請求項3】 前記入射光学系の偏向面に対向する光軸
    を主走査断面内に投射したときの光軸と、走査中心軸と
    が略平行であることを特徴とする請求項1記載の光走査
    装置。
  4. 【請求項4】 前記被走査面近傍に該被走査面上の走査
    開始位置のタイミングを制御するスリットを含む同期検
    出手段を設け、該スリットの開口部を副走査方向に対し
    て傾けたことを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
  5. 【請求項5】 前記光源手段から出射した光束は前記光
    偏向器の偏向面の主走査方向の幅より広い状態で該偏向
    面に入射することを特徴とする請求項1記載の光走査装
    置。
  6. 【請求項6】 前記請求項1乃至5のいずれか1項記載
    の光走査装置と、該光走査装置の被走査面に配置された
    感光体と、該感光体上を光束が走査することによって形
    成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段
    と、該現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段
    と、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着手段と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  7. 【請求項7】 複数の発光部を有する光源手段から出射
    した複数の光束を複数の偏向面を有する光偏向器の偏向
    面に副走査断面内において斜め方向から入射させる入射
    光学系と、 該光偏向器の偏向面で反射偏向された複数の光束を感光
    ドラム面上に結像させる結像光学系と、を有するマルチ
    ビーム光走査装置において、 該感光ドラム面上における主走査方向の記録密度をK
    (dpi)、副走査断面内において各偏向面間の倒れ角
    度の最大の差分の絶対値をγ、副走査断面内において該
    偏向面に入射する光束の入射角度をα、主走査断面内に
    おいて該結像光学系の光軸に対する最軸外光束の走査角
    度をθ、該結像光学系の焦点距離をf、該入射光学系の
    偏向面に対向する光軸を主走査断面内に投射したときの
    光軸と、走査中心軸との成す角度をφ、 該感光ドラムの半径をR、該感光ドラム面へ入射する複
    数の光束のうち互いに最も離れている光束の該感光ドラ
    ム面への入射角を各々ε1 、ε2 としたとき、 【数2】 なる条件を満足することを特徴とするマルチビーム光走
    査装置。
  8. 【請求項8】 前記結像光学系を構成する少なくとも一
    部の光学素子は前記入射光学系の一部を構成しているこ
    とを特徴とする請求項7記載のマルチビーム光走査装
    置。
  9. 【請求項9】 前記入射光学系の偏向面に対向する光軸
    を主走査断面内に投射したときの光軸と、走査中心軸と
    が略平行であることを特徴とする請求項7又は8記載の
    マルチビーム光走査装置。
  10. 【請求項10】 前記被走査面近傍に該被走査面上の走
    査開始位置のタイミングを制御するスリットを含む同期
    検出手段を設け、該スリットの開口部を副走査方向に対
    して傾けたことを特徴とする請求項7記載のマルチビー
    ム光走査装置。
  11. 【請求項11】 前記光源手段から出射した複数の光束
    は前記光偏向器の偏向面の主走査方向の幅より広い状態
    で該偏向面に入射することを特徴とする請求項7記載の
    マルチビーム光走査装置。
  12. 【請求項12】 前記請求項7乃至11のいずれか1項
    記載のマルチビーム光走査装置と、該マルチビーム光走
    査装置の被走査面に配置された感光体と、該感光体上を
    複数の光束が走査することによって形成された静電潜像
    をトナー像として現像する現像手段と、該現像されたト
    ナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー
    像を用紙に定着させる定着手段とを備えたことを特徴と
    する画像形成装置。
  13. 【請求項13】 複数の発光部を有する光源手段から出
    射した複数の光束を複数の偏向面を有する光偏向器の偏
    向面に副走査断面内において斜め方向から入射させる入
    射光学系と、 該光偏向器の偏向面で反射偏向された複数の光束を平面
    より成る感光体面上に結像させる結像光学系と、を有す
    るマルチビーム光走査装置において、 該感光体面上における主走査方向の記録密度をK(dp
    i)、副走査断面内において各偏向面間の倒れ角度の最
    大の差分の絶対値をγ、副走査断面内において該偏向面
    に入射する光束の入射角度をα、主走査断面内において
    該結像光学系の光軸に対する最軸外光束の走査角度を
    θ、該結像光学系の焦点距離をf、該入射光学系の偏向
    面に対向する光軸を主走査断面内に投射したときの光軸
    と、走査中心軸との成す角度をφ、 該感光体面に入射する複数の光束の入射角度を共にε
    3 、該感光体面へ入射する複数の光束のうち互いに最も
    離れている光束の該感光体面上での距離をLとしたと
    き、 【数3】 なる条件を満足することを特徴とするマルチビーム光走
    査装置。
  14. 【請求項14】 前記結像光学系を構成する少なくとも
    一部の光学素子は前記入射光学系の一部を構成している
    ことを特徴とする特徴とする請求項13記載のマルチビ
    ーム光走査装置。
  15. 【請求項15】 前記入射光学系の偏向面に対向する光
    軸を主走査断面内に投射したときの光軸と、走査中心軸
    とが略平行であることを特徴とする請求項13又は14
    記載のマルチビーム光走査装置。
  16. 【請求項16】 前記被走査面近傍に該被走査面上の走
    査開始位置のタイミングを制御するスリットを含む同期
    検出手段を設け、該スリットの開口部を副走査方向に対
    して傾けたことを特徴とする請求項13記載のマルチビ
    ーム光走査装置。
  17. 【請求項17】 前記光源手段から出射した複数の光束
    は前記光偏向器の偏向面の主走査方向の幅より広い状態
    で該偏向面に入射することを特徴とする請求項13記載
    のマルチビーム光走査装置。
  18. 【請求項18】 前記請求項13乃至17のいずれか1
    項記載のマルチビーム光走査装置と、該マルチビーム光
    走査装置の被走査面に配置された感光体と、該感光体上
    を複数の光束が走査することによって形成された静電潜
    像をトナー像として現像する現像手段と、該現像された
    トナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナ
    ー像を用紙に定着させる定着手段とを備えたことを特徴
    とする画像形成装置。
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